文章标题：液氨长输管道投产过程影响因素数值模拟

文章作者：尹鹏博1, 王博1, 朱鹤松1, 杨文2, 黄鑫1, 饶诗杭1, 滕霖1, *, 江莉龙1
关 键 字：液氨管道; 投产; 数值模拟; 温压; 相变
文章摘要：氨凭借其能量密度高、绿色零碳且易于储运等优势，被视为未来最重要的绿色燃料和储氢载体。为满足未来大规模绿氨合成与应用需求，长输液氨管道系统建设和在役油气管道改输液氨已成为必然趋势。投产是长输液氨管道从工程建设转入正常运行前的关键阶段，但受液氨易气化及高气化潜热性质影响，该过程面临着瞬态两相流动和低温冷缩拉伸等风险，会严重威胁液氨管道的安全投运。本文设计了液氨长输管道投产工艺流程，并构建了相应的投产过程瞬态数值仿真模型，分析了不同管长和管径影响下的流动特征参数发展规律。结果表明：氨-氮置换过程中，气态氨段液化风险显著高于氨氮混合段；置换效率随管长和管径增加均有所提升，且主要受管长控制；管内压力随管长增加和管径减小而增大；在大管长、小管径条件下，管内温度会因局部液化及末端再气化产生明显波动。在投氨过程中，增加管长会使管道末端温度、压力峰值降低，但对阀后温度影响较小；增大管径会使管道末端温度、压力和阀后温降幅度均呈上升趋势；管长和管径变化对投氨效率影响较小。研究成果可为液氨管道投产的设计参数优化和安全控制提供理论依据与参考。